WO2013131622A1 - Verwendung eines polymermaterials - Google Patents

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WO2013131622A1
WO2013131622A1 PCT/EP2013/000562 EP2013000562W WO2013131622A1 WO 2013131622 A1 WO2013131622 A1 WO 2013131622A1 EP 2013000562 W EP2013000562 W EP 2013000562W WO 2013131622 A1 WO2013131622 A1 WO 2013131622A1
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pipe
layer
polymer material
sigma
multilayer
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PCT/EP2013/000562
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Guido Kania
Volker Liebel
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Rehau Ag + Co
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
    • B32B1/08—Tubular products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
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    • F16L59/143—Pre-insulated pipes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2597/00—Tubular articles, e.g. hoses, pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00—District heating systems
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17—District heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Definitions

  • the invention relates to the use of a polymer material for producing a layer of a multilayer pipe or a layer of a multilayer pipe molding, a process for producing a multilayer pipe or a multilayer molding and the multilayer pipe or multilayer pipe molding produced by the method.
  • district heating pipes are used, which are able to direct the flowing in the pipes heated fluid over very long distances to the consumers, without causing significant heat energy losses.
  • the pipes are thermally insulated.
  • a very common technique to produce such district heating pipes is to produce a medium pipe, for example of PE-X with one or more foam layers of an expanded polymer material such as PE-X or polyethylene (PE) or polypropylene (PP), which form the insulation.
  • a medium pipe for example of PE-X with one or more foam layers of an expanded polymer material such as PE-X or polyethylene (PE) or polypropylene (PP), which form the insulation.
  • Such a prefabricated package of medium pipe and foam layers is then drawn into a prefabricated flexible corrugated pipe.
  • To connect these district heating pipes with each other pipe fittings are required, as well as to produce, for example, branches and side connections.
  • Such known from the prior art district heating pipes are expensive to produce, because of the many steps to be carried out error-prone and difficult to connect to each other, since in cross-linked polyethylene is only a limited weldability or steel is a considerable effort to produce a welded connection to operate.
  • Polymer material which met the high demands that are placed on district heating pipes, select and provide for the production of a pipe or a pipe fitting for a pipe assembly of a district heating network.
  • Polymer material in a simple manner be welded, so as to be able to make connections.
  • Ig t - 219 - (62600.752 x Ig sigma) / T + 90635.353 / T + 126.387 x I
  • a multilayer pipe or a multilayer pipe molding each with at least one layer of said polymer material for a pipe arrangement of a district heating network.
  • Such a tube or tubular molding can be produced in a simple manner, causes low production costs, is durable, withstands the prevailing pressures and temperatures of the medium conveyed in them over long periods of time, and can be connected to one another by welding techniques in a simple manner.
  • such a pipe or pipe fitting resists the conditions under which a district heating network is operated. These include the permanent action of the fluid under temperature and pressure on the wall of polymer material, pressure peaks and fluctuations as well as temperature peaks and fluctuations. Likewise, the expansion behavior of the material has to be taken into account, which is decisively influenced by temperature and pressure. Finally, a durable material is needed because a district heating network should have a long life.
  • the polymer material is a polyethylene.
  • a polyethylene is a very easily processable polymer material that can be used in both
  • Extrusion as well as injection molding process is processed to produce pipes or pipe fittings.
  • a polyethylene is inert, durable and is not attacked by the conductive fluids when used in a district heating network, moreover, it is conveniently available. It has proved to be very advantageous in the context of the invention if the innermost, i. the lumen of the tube or pipe molding facing layer of the
  • Polymer material as described above, is formed.
  • This innermost layer of the pipe or pipe molding comes into contact with the medium to be conductive.
  • At least one barrier layer is arranged on the side facing away from the lumen or in the layer of polymer material.
  • Such a barrier layer prevents or reduces to a very high degree the passage of substances from the environment into the lumen of the tube or out of the lumen of the tube into the environment.
  • barrier layer is used as the barrier layer, which prevents or limits the passage of water vapor and / or the passage of oxygen.
  • a thermal barrier coating is disposed on the layer of polymer material or on the barrier layer.
  • a thermal barrier coating may for example consist of a polymer foam material, wherein the polymer is a polypropylene foam, a polyurethane foam is a foam of crosslinked or uncrosslinked polyethylene or the like.
  • the polymeric material is physically or chemically foamed with a gas.
  • the polymer foam produced in this way can be open-celled or closed-celled.
  • the thermal barrier coating can be multi-layered. It is also multi-layered constructions which also include alternative insulating layer materials, such as e.g. Airgel, included, can be produced.
  • the material of the thermal barrier coating it is preferred to choose one which shows no failure, no degradation or similar changes with respect to the temperature of the medium to be conducted.
  • the thickness of the thermal barrier coating is chosen so that the desired thermal insulation effect occurs.
  • a diffusion barrier layer to be arranged on the side of the thermal barrier coating facing away from the lumen of the pipe or pipe fitting.
  • a diffusion barrier layer arranged there on the thermal barrier coating is suitable for protecting the thermal barrier coating from the ingress of substances from the environment.
  • the diffusion barrier layer can also prevent substances from the thermal barrier coating from entering the environment.
  • the diffusion barrier layer is designed so that gases from the polymer foam, which forms the thermal barrier coating, do not diffuse outwards into the environment, but remain in the thermal barrier coating and thereby maintain the effectiveness of the thermal barrier coating.
  • a protective layer is arranged, which forms the outermost layer of the pipe or pipe molding.
  • a highly resistant pipe or pipe molding can be made, which ensures a high resistance to damage during storage, transport and installation of the pipes or pipe fittings.
  • the protective layer can be corrugated or smooth, furthermore it can be provided that the protective layer consists of a polyethylene (PE) or a polyethylene with increased resistance to tearing or a cross-linked polyethylene (PE-X) or similar resistant materials is made.
  • PE polyethylene
  • PE-X cross-linked polyethylene
  • adhesion promoter layer is arranged between two of the abovementioned layers.
  • An adhesive layer causes a particularly strong bond between two adjacent layers, so that an adhesive bond is formed. It is also included in the invention that adhesion promoter layers are formed between all adjoining layers.
  • a method for producing a multilayer pipe or multilayer molding for a pipe arrangement of a district heating network is provided for this purpose. wherein at least one layer of the multilayer pipe or the multilayer molded part of a polymer material which is an uncrosslinked polyolefin and has an internal pressure resistance in an internal pressure test according to ISO 1 167-1 and ISO 1167-2, on or above a reference curve in the temperature range of 10 to 110 ° C, which corresponds to the following definition:
  • Ig t - 219 - (62600.752 x Ig sigma) / T + 90635.353 / T + 126.387 x Ig sigma
  • t is the time in hours (h)
  • T is the temperature in Kelvin (K)
  • sigma for the hydrostatic stress is expressed in megapascals (MPa).
  • Such a method for producing a multilayer pipe or multilayer pipe molding may be selected as an extrusion process or as an injection molding process or as a blowing process or as an in-line fabrication process or as a combined process from the above.
  • a multilayer pipe or a multilayer pipe molding according to the above description can be produced in a favorable manner.
  • the method is carried out such that at least one barrier layer is arranged on or in the layer of polymer material.
  • Arranging a barrier layer on or in the layer of polymer material can be realized in a simple manner in an extrusion process or coextrusion process or in an injection molding process.
  • a thermal barrier coating is arranged and a diffusion barrier layer is arranged on the side of the thermal barrier coating facing away from the lumen of the pipe or pipe fitting.
  • Polymer material according to the above description also a heat-insulating layer and on the side facing away from the lumen of the tube or pipe molding side of the thermal insulation layer a diffusion barrier layer is particularly advantageous and favorable.
  • the object of providing a multilayer pipe or multilayer pipe molding is solved by claim 10.
  • the problem is solved by the method described above, a multilayer pipe or multilayer pipe molding is accessible in a simple manner.
  • a multi-layer tubular shaped part is understood as meaning, for example, a pipe bend, a branch pipe, a T-piece, a sleeve or an electric welding sleeve, without this enumeration being conclusive.
  • An electric welding sleeve is particularly suitable for connecting pipes with each other or pipes and pipe fittings or pipe fittings with each other.
  • an electric welding sleeve can be formed so that they can accommodate a pipe, two pipes, three pipes or four pipes and connect with each other or with one or more pipe fittings.
  • a pipeline consisting of pipes or pipe parts according to the present invention is particularly advantageous when the connection between the pipes or pipe fittings is made by butt welding.
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through a T-piece along the axis.
  • Fig. 4 is a longitudinal section through an electric welding sleeve along the axis.
  • a tube 1 is shown in a longitudinal sectional view along the axis.
  • the multilayer pipe 1 has a lumen 7 bounded by a layer 2 made of polymer material.
  • the thermal barrier coating 4 is preferably made of a foamed polymeric material.
  • the thermal barrier coating 4 has a diffusion barrier layer 5 on its side facing away from the lumen 7 of the tube 1. As the outermost layer of the tube 1, a protective layer 6 is disposed adjacent to the diffusion barrier layer 5.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a pipe bend 1 'along its axis.
  • the pipe bend V is a pipe molding which allows a connection of not shown here pipes 1, 1 with a certain angle, in the present case about 90 °.
  • the lumen 7 of the pipe bend 1 ' is bounded by a multilayer wall, wherein the structure is analogous, as described above under Fig. 1.
  • Fig. 3 shows a T-piece 1 "in a longitudinal sectional view along the axis.
  • T-piece 1 " With a T-piece 1 ", it is possible to pipe 1, 1 or pipe fittings 1 ', 1", 1 "' to each other.
  • the lumen 7 of the T-piece 1 is bounded by a multilayer wall whose structure is already known in principle from the description of FIG. 1.
  • An electric welding sleeve 1 "' is suitable to connect pipes 1, 1 or pipe fittings 1', 1", 1 "', wherein the welding process is initiated by applying an electrical voltage, whereby in the interior of the electric welding sleeve" by a heating wire
  • Polymer material is melted, which produces the welded joint.
  • the lumen 7 of the electric welding sleeve 1 "' is in this case limited by a multilayer wall whose structure has already been explained in the description of FIG.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Polymermaterials, welches ein unvernetztes Polyolefin ist und bei einer Innendruckprüfung gemäß ISO 1167-1 und ISO 1167-2 eine Innendruckfestigkeit aufweist, die auf oder über einer Referenzkurve im Temperaturbereich von 10 bis 110 °C liegt, die folgender Definition entspricht: Ig t = - 219 - (62600,752 x Ig sigma) / T + 90635,353 / T + 126,387 x Ig sigma, wobei t für die Zeit in h, T für die Temperatur in K und sigma für die hydrostatische Spannung in MPa steht, zur Herstellung mindestens einer Schicht eines mehrschichtigen Rohres (1) oder mindestens einer Schicht eines mehrschichtigen Rohrformteils (1', 1", 1"') für eine Rohranordnung eines Fernwärmenetzes.

Description

Verwendung eines Polymermaterials
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Polymermaterials zur Herstellung einer Schicht eines mehrschichtigen Rohres oder einer Schicht eines mehrschichtigen Rohrformteils, weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Rohres oder eines mehrschichtigen Formteils und das nach dem Verfahren hergestellte mehrschichtige Rohr oder mehrschichtige Rohrformteil.
Die Versorgung von Wohnungen und Gebäuden mit Wärmeenergie zu Heizzwecken, die mit Hilfe von so genannten Fernwärmenetzen ausgeführt wird, ist eine günstige und effiziente Technik, Wärme von dem Ort der Erzeugung zu den einzelnen Verbrauchern zu lei- ten.
Hierzu werden so genannte Fernwärmerohre eingesetzt, die in der Lage sind, das in den Rohren strömende erhitzte Fluid über sehr lange Wegstrecken zu den Verbrauchern zu leiten, ohne dass es zu erheblichen Wärmeenergieverlusten kommt.
Zu diesem Zweck sind die Rohre wärmegedämmt.
Für das eigentliche medienführende Rohr sind aus dem Stand der Technik solche aus ver- netztem Polyethylen (PE-X) oder aus Stahl bekannt.
Eine sehr gängige Technik, solche Fernwärmerohre herzustellen ist die, ein Mediumrohr beispielsweise aus PE-X mit einer oder mehreren Schaumlagen aus einem expandierten Polymermaterial wie beispielsweise PE-X oder Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), welche die Dämmung bilden, herzustellen.
Ein solches konfektioniertes Paket aus Mediumrohr und Schaumlagen wird anschließend in ein vorgefertigtes flexibles Wellrohr eingezogen. Zur Verbindung dieser Fernwärmerohre untereinander sind Rohrformteile erforderlich, ebenso um beispielsweise Abzweige und Seitenanschlüsse herzustellen. Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Fernwärmerohre sind aufwendig herzustellen, wegen der vielen durchzuführenden Verfahrensschritte fehleranfällig und schwierig miteinander verbindbar, da bei vernetztem Polyethylen nur eine eingeschränkte Schweißbarkeit vorliegt bzw. bei Stahl ein erheblicher Aufwand zur Herstellung einer Schweißver- bindung zu betreiben ist.
Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gemacht hat, ein geeignetes
Polymermaterial, welches die hohen Anforderungen, die an Fernwärmerohre gestellt werden, erfüllt, auszuwählen und für die Herstellung eines Rohrs bzw. eines Rohrformteils für eine Rohranordnung eines Fernwärmenetzes vorzusehen. Darüber hinaus soll das
Polymermaterial in einfacher Weise schweißbar sein, um so Verbindungen herstellen zu können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst und die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile dadurch überwunden, dass ein Polymermaterial verwendet wird, welches ein unvernetztes Polyolefin ist und bei einer Innendruckprüfung gemäß ISO 1167-1 und ISO 1167-2 eine Innendruckfestigkeit aufweist, die auf oder über einer Referenzkurve im Temperaturbereich von 10 bis 110 °C liegt, die folgender Definition entspricht: Ig t = - 219 - (62600,752 x Ig sigma) / T + 90635,353 / T + 126,387 x Ig sigma wobei t für die Zeit in Stunden (h), T für die Temperatur in Kelvin (K) und sigma für die hydrostatische Spannung in Megapascal (MPa) steht, um daraus mindestens eine Schicht eines mehrschichtigen Rohres oder mindestens eine Schicht eines mehrschichtigen Rohr- formteils für eine Rohranordnung eines Fernwärmenetzes herzustellen.
Wobei sich an folgenden Bereichen für sigma, t und T orientiert wird:
- sigma (Spannung) ist 1 MPa bis 20 MPa,
- 1 (Zeit) von 0,1 h bis 1.000.000 h (ca. 100 Jahre),
- T von 0°C (273,15 K) bis 110°C (383,15 K).
Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Polymermaterials gemäß vorstehend beschriebener Definition gelingt es, ein mehrschichtiges Rohr oder ein mehrschichtiges Rohrformteil mit jeweils mindestens einer Schicht aus besagtem Polymermaterial für eine Rohranordnung eines Fernwärmenetzes bereitzustellen. Ein derartiges Rohr oder ein derartiges Rohrformteil lässt sich in einfacher Art und Weise herstellen, verursacht geringe Herstellkosten, ist dauerhaft, widersteht über lange Zeiträume den herrschenden Drücken und Temperaturen des in ihnen geförderten Mediums und ist durch Schweißtechniken in einfacher Art und Weise untereinander verbindbar.
Insbesondere widersteht ein solches Rohr oder Rohrformteil den Bedingungen, unter denen ein Fernwärmenetz betrieben wird. Dazu gehören die dauerhafte Einwirkung des Fluids unter Temperatur und Druck auf die Wandung aus Polymermaterial, weiterhin Druckspitzen und -Schwankungen sowie Temperaturspitzen und -Schwankungen. Ebenso ist das Aus- dehnungsverhalten des Materials zu berücksichtigen, was entscheidend von Temperatur und Druck mit beeinflußt wird. Schließlich ist ein dauerhafter Werkstoff gefragt, da ein Fernwärmenetz eine lange Lebensdauer aufweisen soll.
All dies wird durch die Verwendung des vorstehend beschriebenen Polymermaterials sichergestellt.
Es hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als günstig herausgestellt, wenn das Polymermaterial ein Polyethylen ist.
Ein Polyethylen ist ein sehr einfach verarbeitbares Polymermaterial, das sowohl in
Extrusions- wie auch im Spritzgussverfahren verarbeitbar ist, um damit Rohre oder Rohrformteile herzustellen.
Ein Polyethylen ist inert, langlebig und wird von den zu leitenden Fluiden bei einer Anwendung in einem Fernwärmenetz nicht angegriffen, darüber hinaus ist es günstig verfügbar. Es hat sich im Rahmen der Erfindung als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die innerste, d.h. die dem Lumen des Rohres oder Rohrformteiles zugewandte Schicht aus dem
Polymermaterial, wie vorstehend beschrieben, gebildet ist.
Diese innerste Schicht des Rohres oder Rohrformteils kommt mit dem zu leitenden Medium in Berührung.
Im Rahmen der Erfindung hat es sich weiterhin als günstig erwiesen, wenn an - auf der vom Lumen abgewandten Seite - oder in der Schicht aus Polymermaterial wenigstens eine Sperrschicht angeordnet ist. Eine solche Sperrschicht verhindert oder reduziert im ganz hohen Maße den Durchtritt von Stoffen aus der Umgebung in das Lumen des Rohres bzw. aus dem Lumen des Rohres in die Umgebung.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn als Sperrschicht eine Sperrschicht ver- wendet wird, die den Durchtritt von Wasserdampf verhindert bzw. begrenzt und / oder den Durchtritt von Sauerstoff.
Im Rahmen der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Sperrschichten in einer Kombination vorgesehen sind. Im Rahmen der Erfindung hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn an der Schicht aus Polymermaterial oder an der Sperrschicht eine Wärmedämmschicht angeordnet ist. Eine solche Wärmedämmschicht kann beispielsweise aus einem Polymerschaummaterial bestehen, wobei das Polymer ein Polypropylenschaum, ein Polyurethanschaum ein Schaum aus vernetztem oder unvernetztem Polyethylen oder ähnliches mehr ist.
Das Polymermaterial ist mit einem Gas physikalisch oder chemisch aufgeschäumt.
Der derart erzeugte Polymerschaum kann offenzellig oder geschlossenzellig sein.
Bevorzugt ist ein geschlossenzelliger Polymerschaum, da dieser Vorteile hinsichtlich seiner Wärmedämmeigenschaften und einer möglichen Wasseraufnahme aufweist.
Ebenso kann die Wärmedämmschicht mehrlagig ausgeführt sein. Es sind auch mehrschichtige Aufbauten, die auch alternative Dämmschichtmaterialien, wie z.B. Aerogel, enthalten, herstellbar. Als Material der Wärmedämmschicht wird bevorzugt ein solches gewählt, das gegenüber der Temperatur des zu leitenden Mediums kein Versagen, keinen Abbau oder ähnlichen Änderungen zeigt. Die Dicke der Wärmedämmschicht wird so gewählt, dass der gewünschte Wärmedämmeffekt eintritt. In einer bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass an der vom Lumen des Rohres oder Rohrformteils abgewandten Seite der Wärmedämmschicht eine Diffusionssperrschicht angeordnet ist.
Eine dort an der Wärmedämmschicht angeordnete Diffusionssperrschicht ist geeignet, die Wärmedämmschicht vor dem Eindringen von Stoffen aus der Umwelt zu bewahren. Weiterhin kann die Diffusionssperrschicht auch verhindern, dass Stoffe aus der Wärmedämmschicht in die Umwelt gelangen.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Diffusionssperrschicht so ausgelegt ist, dass Gase aus dem Polymerschaum, welcher die Wärmedämmschicht bildet, nicht nach außen in die Umwelt diffundieren, sondern in der Wärmedämmschicht verbleiben und dadurch die Wirksamkeit der Wärmedämmschicht aufrechterhalten.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine Schutzschicht angeordnet ist, die die äußerste Schicht des Rohres oder Rohrformteils bildet.
Durch das Vorsehen einer Schutzschicht, die die äußerste Schicht des Rohres oder Rohrformteils bildet, kann ein sehr widerstandsfähiges Rohr oder Rohrformteil hergestellt wer- den, das eine hohe Widerstandskraft gegen Beschädigungen beim Lagern, Transportieren und Einbauen der Rohre oder Rohrformteile gewährleistet.
Im Rahmen einer günstigen Weiterbildung der Erfindung kann die Schutzschicht gewellt oder glatt ausgeführt sein, weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Schutzschicht aus einem Polyethylen (PE) oder einem Polyethylen mit erhöhter Spannungsrissbeständigkeit oder einem vernetzten Polyethylen (PE-X) oder aus ähnlichen widerstandsfähigen Materialien hergestellt ist.
Es kann sich bei der vorliegenden Erfindung als günstig erweisen, wenn wenigstens eine Haftvermittlerschicht zwischen zweien den vorstehend genannten Schichten angeordnet ist. Eine Haftvermittlerschicht bewirkt einen besonders festen Verbund zwischen zwei aneinander grenzende Schichten, so dass ein Haftverbund entsteht. Es ist in der Erfindung auch umfasst, dass zwischen allen aneinander angrenzenden Schichten Haftvermittlerschichten ausgebildet sind.
Die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Rohres oder mehrschichtigen Rohrformteils anzugeben, erfährt ihre Lösung in Anspruch 7.
Erfindungsgemäß wird dazu ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Rohres oder mehrschichtigen Formteils für eine Rohranordnung eines Fernwärmenetzes vorge- schlagen, wobei mindestens eine Schicht des mehrschichtigen Rohres oder des mehrschichtigen Formteils aus einem Polymermaterial, welches ein unvernetztes Polyolefin ist und bei einer Innendruckprüfung gemäß ISO 1 167-1 und ISO 1167-2 eine Innendruckfestigkeit aufweist, die auf oder über einer Referenzkurve im Temperaturbereich von 10 bis 110 °C liegt, die folgender Definition entspricht:
Ig t = - 219 - (62600,752 x Ig sigma) / T + 90635,353 / T + 126,387 x Ig sigma wobei t für die Zeit in Stunden (h), T für die Temperatur in Kelvin (K) und sigma für die hydrostatische Spannung in Megapascal (MPa) steht, geformt wird.
Dabei wird sich an folgenden Bereichen für sigma, t und T orientiert:
- sigma (Spannung) ist 1 MPa bis 20 MPa,
- 1 (Zeit) von 0,1 h bis 1.000.000 h (ca. 100 Jahre),
- T von 0°C (273, 15 K) bis 110°C (383, 15 K).
Ein solches Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Rohres oder mehrschichtigen Rohrformteils kann als Extrusionsverfahren oder als Spritzgussverfahren oder als Blasverfahren oder als Inline-Konfektionsverfahren oder als aus den Vorstehenden kombiniertes Verfahren ausgewählt sein.
Mithilfe des Verfahrens lässt sich in günstiger Weise ein mehrschichtiges Rohr oder ein mehrschichtiges Rohrformteil gemäß vorstehender Beschreibung herstellen.
Im Rahmen der Erfindung hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn das Verfahren so ausgeführt wird, dass an oder in der Schicht aus Polymermaterial wenigstens eine Sperrschicht angeordnet wird.
Das Anordnen einer Sperrschicht an oder in der Schicht aus Polymermaterial kann in einfacher Weise in einem Extrusionsprozess bzw. Coextrusionsprozess oder in einem Spritz- gussprozess realisiert werden.
Weiterhin hat sich als günstig herausgestellt, wenn im Rahmen des Verfahrens eine Wärmedämmschicht angeordnet und an der vom Lumen des Rohres oder Rohrformteils abgewandten Seite der Wärmedämmschicht eine Diffusionssperrschicht angeordnet wird. Durch ein entsprechendes Verfahren, bei dem neben der Herstellung der mindestens einen Schicht des mehrschichtigen Rohres oder des mehrschichtigen Formteils aus dem
Polymermaterial gemäß vorstehender Beschreibung auch noch eine Wärmedämmschicht und eine an der vom Lumen des Rohres oder Rohrformteils abgewandten Seite der Wär- medämmschicht eine Diffusionssperrschicht angeordnet wird, ist besonders vorteilhaft und günstig.
Auf diese Weise ist ein Rohr oder Rohrformteil mit dem geschilderten komplexen Aufbau seiner Wandung in einem einfachen Herstellverfahren, beispielsweise einem
Coextrusionsverfahren oder Mehrkomponentenspritzgussverfahren ohne großem Aufwand, in hoher Reproduzierbarkeit und mit einem überragendem Qualitätsniveau zugänglich.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe, ein mehrschichtiges Rohr oder mehrschichtiges Rohrformteil zur Verfügung zu stellen, durch Anspruch 10 gelöst. Die Aufgabe findet Ihre Lösung darin, dass durch das vorstehend beschriebene Verfahren ein mehrschichtiges Rohr oder mehrschichtiges Rohrformteil in einfacher Art und Weise zugänglich ist.
Als mehrschichtiges Rohrformteil wird im vorstehenden Erfindungszusammenhang bei- spielsweise ein Rohrbogen, ein Rohrabzweig, ein T-Stück, eine Muffe oder eine Elektro- schweißmuffe verstanden, ohne dass diese Aufzählung abschließend ist.
Eine Elektroschweißmuffe ist in besonderer Weise geeignet, Rohre miteinander oder Rohre und Rohrformteile oder Rohrformteile untereinander zu verbinden.
Es versteht sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass eine Elektroschweißmuffe so ausbildbar ist, dass diese ein Rohr, zwei Rohre, drei Rohre oder vier Rohre aufnehmen und miteinander oder mit einem oder mehreren Rohrformteilen verbinden kann.
Eine Rohrleitung, bestehend aus Rohren oder Rohrformteilen gemäß vorliegender Erfin- dung ist besonders vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen den Rohren oder Rohrformteilen mittels Stumpfschweißung hergestellt wird.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Fig. und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Die Erfindung wird durch die beigefügten Figuren wie folgt erläutert.
Hierzu zeigt:
Fig.1 einen Längsschnitt durch ein Rohr entlang der Achse;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Rohrbogen entlang der Achse;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein T-Stück entlang der Achse; Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Elektroschweißmuffe entlang der Achse.
In Fig. 1 ist ein Rohr 1 in einer Längsschnittansicht entlang der Achse gezeigt.
Das mehrschichtige Rohr 1 weist ein Lumen 7 auf, das von einer Schicht 2 begrenzt ist, die aus Polymermaterial besteht.
Mit der Schicht 2 aus Polymermaterial fest verbunden ist eine daran angrenzende Sperrschicht 3. Auf der vom Lumen 7 des Rohres 1 abgewandten Seite der Sperrschicht 3 ist eine Wärmedämmschicht 4 angeordnet. Die Wärmedämmschicht 4 besteht bevorzugt aus einem geschäumten Polymermaterial.
Die Wärmedämmschicht 4 weist an ihrer vom Lumen 7 des Rohrs 1 abgewandten Seite eine Diffusionssperrschicht 5 auf. Als äußerste Schicht des Rohres 1 ist eine Schutzschicht 6 anliegend an der Diffusionssperrschicht 5 angeordnet.
Alle genannten Schichten sind fest miteinander verbunden. In Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch einen Rohrbogen 1' entlang seiner Achse gezeigt.
Der Rohrbogen V ist ein Rohrformteil, der eine Verbindung von hier nicht gezeigten Rohren 1 , 1 mit einem bestimmten Winkel, im vorliegenden Fall etwa 90°, ermöglicht. Das Lumen 7 des Rohrbogens 1' wird von einer mehrschichtigen Wandung begrenzt, wobei der Aufbau analog ist, wie vorstehend unter Fig. 1 geschildert.
Alle Bezugszeichen entsprechen dabei einander.
Fig. 3 zeigt ein T-Stück 1 " in einer Längsschnittansicht entlang der Achse.
Mit einem T-Stück 1" ist es möglich, Rohre 1 , 1 oder Rohrformteile 1 ', 1 ", 1 "' miteinander zu verbinden.
Das Lumen 7 des T-Stücks 1 " wird von einer mehrschichtigen Wandung begrenzt, deren Aufbau bereits grundsätzlich aus der Beschreibung zu Fig. 1 bekannt ist.
Die Bezugszeichen entsprechen dabei einander.
In Fig. 4 ist eine Elektroschweißmuffe 1 "' wiedergegeben, die in einer Längsschnittansicht entlang der Achse dargestellt ist.
Eine Elektroschweißmuffe 1"' ist geeignet, Rohre 1 , 1 oder Rohrformteile 1 ', 1 ", 1"' zu verbinden, wobei der Schweißvorgang durch Anlegen einer elektrischen Spannung eingeleitet wird, wodurch im Inneren der Elektroschweißmuffe " durch einen Heizdraht 8
Polymermaterial aufschmolzen wird, das die Schweißverbindung herstellt.
Das Lumen 7 der Elektroschweißmuffe 1 "' wird hierbei von einer mehrschichtigen Wandung begrenzt, deren Aufbau in der Beschreibung zur Fig. 1 bereits erläutert wurde.
Die Bezugszeichen entsprechen dabei einander.
- Patentansprüche - Bezugszeichenliste
1 Rohr
r Rohrbogen
1" T-Stück
Elektroschweißmuffe
2 Schicht aus Polymermaterial
3 Sperrschicht
4 Wärmedämmschicht
5 Diffusionssperrschicht
6 Schutzschicht
7 Lumen des Rohres oder Rohrformteils
8 Heizdrähte

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung eines Polymermaterials, welches ein unvernetztes Polyolefin ist und bei einer Innendruckprüfung gemäß ISO 1167-1 und ISO 1167-2 eine Innendruckfestigkeit aufweist, die auf oder über einer Referenzkurve im Temperaturbereich von 10 bis
110 °C liegt, die folgender Definition entspricht:
Ig t = - 219 - (62600,752 x Ig sigma) / T + 90635,353 / T + 126,387 x Ig sigma wobei t für die Zeit in h, T für die Temperatur in K und sigma für die hydrostatische Spannung in MPa steht, zur Herstellung mindestens einer Schicht (2) eines mehrschichtigen Rohres (1) oder mindestens einer Schicht (2) eines mehrschichtigen Rohrformteils (1', 1", 1 "') für eine Rohranordnung eines Fernwärmenetzes.
2. Verwendung eines Polymermaterials nach Anspruch 1 , wobei das Polymermaterial ein Polyethylen ist.
3. Verwendung eines Polymermaterials nach Anspruch 1 oder 2, wobei an oder in der Schicht (2) aus Polymermaterial wenigstens eine Sperrschicht (3) angeordnet ist.
4. Verwendung eines Polymermaterials nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an der Schicht (2) aus Polymermaterial oder an der Sperrschicht (3) eine Wärmedämmschicht (4) angeordnet ist.
5. Verwendung eines Polymermaterials nach Anspruch 4, wobei an der vom Lumen (7) des Rohres oder Rohrformteils abgewandten Seite der Wärmedämmschicht (4) eine Diffusionssperrschicht (5) angeordnet ist.
6. Verwendung eines Polymermaterials nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Schutzschicht (6), die die äußerste Schicht des Rohres (1) oder Rohrformteils (1 \ 1", 1 "') bildet, angeordnet ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Rohres (1) oder mehrschichtigen Rohrformteils (1 ', 1 ", 1 "') für eine Rohranordnung eines Fernwärmenetzes, wobei min- destens eine Schicht (2) des mehrschichtigen Rohres (1) oder des mehrschichtigen Rohrformteils (1\ 1 ", 1 "') aus einem Polymermaterial, welches ein unvernetztes Polyolefin ist und bei einer Innendruckprüfung gemäß ISO 1167-1 und ISO 1167-2 eine Innendruckfestigkeit aufweist, die auf oder über einer Referenzkurve im Temperaturbe- reich von 10 bis 110 °C liegt, die folgender Definition entspricht:
Ig t = - 219 - (62600,752 x Ig sigma) / T + 90635,353 / T + 126,387 x Ig sigma wobei t für die Zeit in h, T für die Temperatur in K und sigma für die hydrostatische Spannung in MPa steht, geformt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 8, wobei an oder in der Schicht (2) aus Polymermaterial wenigstens eine Sperrschicht (3) angeordnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei eine Wärmedämmschicht angeordnet und an der vom Lumen (7) des Rohres (1) oder Rohrformteils (1 ', 1 ", 1"') abgewandten Seite der Wärmedämmschicht (4) eine Diffusionssperrschicht (5) angeordnet wird.
10. Mehrschichtiges Rohr (1) oder mehrschichtiges Rohrformteil(1 ', 1 ", 1 "'), insbesondere ein Rohrbogen, ein Rohrabzweig, ein T-Stück, eine Muffe oder eine Elektroschweiß- muffe, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9.
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